从宏观物体到微观物质的层次结构
从宏观到微观
教学过程 1.避免用“红墨水”代替“品 红”? 2.关键词：布朗、布朗运动、分 子的无规则运动、反映 3.“一堆煤长期堆放在墙角”这 句话说明固体分子的扩散是一个漫长 的过程.
一）关于现代天ห้องสมุดไป่ตู้学与宇宙起源的知识：
（1）中国周代：天圆如张盖，地方如棋局 战国：浑天如鸡子，地如鸡子黄 （2） 外国：巴比伦→印度→托勒玫 →哥白尼
二）关于宇宙大爆炸：
1.1922— 1924年，苏联数学、物理学家弗里德 1.1922 1924年 苏联数学、 曼提出均匀各向同性膨胀的动太宇宙模型. 曼提出均匀各向同性膨胀的动太宇宙模型. 2.1929年美国天文学家哈勃的观测事实有力地 2.1929年美国天文学家哈勃的观测事实有力地 支持了宇宙膨胀模型. 支持了宇宙膨胀模型. 3.1948年 3.1948年，俄裔美国物理学家伽莫夫提出宇宙 大爆炸理论，认为宇宙开始是个高温高密的火球， 大爆炸理论，认为宇宙开始是个高温高密的火球， 因为发生剧烈的核聚变反应，火球爆炸， 因为发生剧烈的核聚变反应，火球爆炸，向各方迅 速膨胀，随着密度和温度的降低， 速膨胀，随着密度和温度的降低，逐渐形成今天宇 宙中的各种天体. 宙中的各种天体. 4.1964年 4.1964年，美国科学家彭齐亚斯和威尔逊发现 3K的微波辐射 的微波辐射， 了来自太空温度 3K的微波辐射，为伽莫夫预言的宇 宙大爆炸后遗留下的背景辐射提供了实验依据. 宙大爆炸后遗留下的背景辐射提供了实验依据.
第一章 从宏观到微观
教材内容简介 ：
第一节 认识宇宙（4课时） 认识宇宙（ 课时） 宇宙的起源、演化和大小（1） 太阳系家谱（2） 天象奇观（1） 物质的粒子模型（ 课时） 第二节 物质的粒子模型（5课时） 物质由粒子构成（2） 粒子间有间隙（1） 粒子在运动（1）三态的特征比较（1）
高中物理中的物质的微观结构和宏观性质
高中物理中的物质的微观结构和宏观性质从我们孩提时代开始，我们就开始对我们周围的物质充满了好奇，尤其是我们对这些物质的性质以及它们是如何运作的非常感兴趣。
高中时期，物理是一个非常重要的科目，它为我们提供了一个更加深入地了解物质的机会。
当我们研究物质时，我们不仅要了解它的宏观性质，也要了解它的微观结构。
这篇文章将会探讨高中物理中的物质的微观结构和宏观性质。
物质的微观结构是什么？物质的微观结构是指物质的构造和组成。
物质的微观结构可以通过科学方法进行研究。
在研究中，我们可以将物质分解成它的组成部分，然后分析并研究这些组成部分的属性以及他们如何相互作用。
通过这样的研究，我们能更好地理解物质的性质和行为。
原子是物质的基本结构单元原子是物质的基本结构单元。
它们是由质子、中子和电子组成的。
质子和中子位于原子的中心，也叫原子核。
电子则在原子核的外部运动。
每个原子都有其独特的质子、中子和电子数量的特征，因此每种原子都有其独特的特性。
分子是由原子组成的分子是由一组原子组成的。
在大多数情况下，分子是由两个或更多原子组成的。
当原子组成分子时，它们可以共享电子和/或相互靠近。
这些电子的共享和空间的占据决定了物质的性质。
反应改变了分子的性质当两种物质相互作用时，会发生反应，这样的反应会改变分子的属性和形态。
当一个物质与另一个物质反应时，原子之间的共享和空间占据会改变，这会导致分子的形成和分解。
例如，当烧烤袋中的食物与氧气反应时，形成碳二氧化物和水。
在这个反应中，原本组成食品的分子会被分解，形成组成碳二氧化物和水的分子。
物质从宏观到微观的转化物质从宏观到微观，是指我们可以把物质看成不同的尺寸和层面。
例如，我们可以将水看成一个蓝色的，跑进自来水管道的流体。
但是，我们也可以将其看作是由分子组成的液体。
在这种情况下，水变成了微观物质的混合物。
为了更好地理解物质的宏观性质，我们需要学习关于它们微观属性的知识。
例如，在分子的层面上，我们可以通过了解分子之间的相互作用来解释水的表面张力。
物理学对物质世界的基本认识
图8-1-1
微观系统—分子、原子尺度以下的物质客体。宏观系 统—人体尺寸上下几个数量级范围内的物质客体。介观系 统—介于宏观与微观之间的物质层次。宇观系统—大于宏观 层次的物质客体。从宏观角度看，物质内部结构连续、而宇 宙不连续。从宇观角度看，整个宇宙的物质密度均匀。从微 观角度看，物质内部结构则不连续。 微观客体是构成宏观物质的基本单元如原子、原子 核和基本粒子。物质由分子组成，分子由原子组成，原子又 由原子核和绕核运转的电子组成。原子核由核子（质子和中 子）构成，核子的组成单元是夸克。还有传递各种作用力的 基本粒子如光子、w粒子、Z0粒子、胶子和引力子。各种各样 的宏观物质最后归结于若干个基本粒子所组成。
微观与宏观的物理描述
微观与宏观的物理描述物理学是一门研究自然界中物质和能量以及二者之间相互作用的学科。
在物理学的研究中，人们往往从微观和宏观两个不同的层面出发，以描述和解释不同尺度下的现象和规律。
微观物理描述着眼于微小尺度的物质和粒子间的相互作用，而宏观物理描述则关注的是大尺度的宏观物体和它们之间的相互作用。
两者相辅相成，共同构成物理学的完整描述体系。
微观物理描述，也被称为粒子物理学，研究的是物质的微观结构和运动。
在微观领域中，物质被认为是由离子、分子、原子和更小的基本粒子组成的。
基本粒子包括了质子、中子、电子和各种更加微小的粒子，如夸克、轻子等。
微观物理描述需要运用量子力学、粒子物理学等理论来解释微观粒子的行为。
量子力学提供了对微观尺度下物质和能量交互作用的描述，例如波粒二象性、不确定性原理等。
通过微观物理描述，我们可以更深入地理解物质的本质和微观粒子之间的相互作用。
例如，电子在原子轨道中的分布、分子之间的相互作用力以及物质在极低温度下的超导和超流现象等。
微观物理描述也为材料科学提供了基础，使我们能够设计和合成特定性能的材料，如半导体、导体等。
此外，微观物理描述还涉及到核聚变、核裂变等核反应过程的研究，对于能源领域的发展有着重要的影响。
宏观物理描述则关注的是大尺度物体的运动和相互作用。
在宏观物理学中，我们研究的是宏观物体和它们之间的相对位置、形状、运动以及力的作用。
宏观物理学运用牛顿力学、热力学等理论来描述宏观物体的运动和力学性质。
牛顿力学通过力的概念和运动方程来描述物体的运动状态和相互作用力的传递。
热力学则研究物体的热力学性质，如温度、熵、热传导等。
通过宏观物理描述，我们可以了解宏观物体的运动规律和宏观现象的基本规律。
例如，质点的匀速和加速运动、刚体的力学平衡、万有引力定律等。
宏观物理描述还涉及到热力学系统的性质，如能量守恒定律、热力学循环等。
宏观物理描述在工程学和技术应用中也有着广泛的应用，如机械工程、建筑学、流体力学等。
宏观和微观的理解
宏观和微观的理解
日常生活中，经常会提到“宏观”和“微观”的概念，一般来说宏观指的是肉眼可以看见的物体，而微观是肉眼不可见的物体，像各种微生物，分子，原子等物质最基本的组成单位就属于微观。
下面我们来简单了解一下它们的吧。
区别：
1、观察角度不同：宏观广义上是指肉眼能看见的，从大的角度去观察问题。
微观则是指肉眼看不见的，从微不可至的角度去思考问题。
2、层次不同：宏观是从小的角度出发，去思考更加广阔的层次。
微观虽然也是从小的角度出发，却是去寻找更深、更精密的层次。
两者没有绝对界限，却又相辅相成，缺一不可。
宏观简介
宏观，哲学术语，与“微观”相对，不涉及分子、原子、电子等内部结构或机制；也泛指大的方面或总体。
常见词组有宏观理论，宏观世界，宏观经济学。
微观简介
微观的英文是“micro”，原意是“小”。
微观与“宏观”相对。
粒子自然科学中一般指空间线度小于10米（即纳米以下）的物质系统。
包括分子、原子、原子核、基本粒子及与之相应的场。
基本粒子也有其内部结构。
微观世界的各层次都具有波粒二象性，服从量子力学规律。
宏观和微观的关系
研究某种社会总体发展规律的科学，我们称之为宏观社会学;研究某个社会特殊现象、局部现象的科学，我们称之为微观社会学。
又比如，从整体上研究经济发展规律的科学，我们称之为宏观经济学;从局部的深层次上研究某种经济现象的科学，我们称之为微观经济学。
物理学习的奇妙旅程从微观到宏观探索世界的结构
物理学习的奇妙旅程从微观到宏观探索世界的结构物理学习的奇妙旅程：从微观到宏观探索世界的结构物理学作为自然科学的一门重要学科，通过研究物质和能量的基本规律，揭示了自然界的奥秘。
学习物理学，就像踏上一场奇妙的旅程，从微观到宏观，我们可以深入探索世界的结构，从而更好地理解和改变我们身边的一切。
一、微观世界的奥秘微观世界是物理学探索的起点，它涉及到物质的最基本构成和微观粒子的运动规律。
原子和分子是构成物质的基本单元，它们之间的相互作用决定了物质的性质和行为。
在微观世界中，我们需要了解原子核的结构、电子的轨道分布以及粒子之间的相互作用力，这些知识将帮助我们理解化学反应、材料的性质等重要概念。
量子力学是研究微观世界的物理理论，它揭示了微观粒子的行为方式和性质。
学习量子力学，我们将遇到波粒二象性、不确定性原理等概念，这些概念挑战着我们对世界的常识和直觉。
然而，正是这种挑战，使我们能够更深入地理解微观世界的规律，并为诸如量子计算、量子通信等领域的科学与技术发展奠定基础。
二、宏观世界的物理规律微观世界是宏观世界的基础，它们之间存在着紧密的联系。
当我们从微观世界跳跃到宏观世界时，物理规律的尺度和表现形式都发生了变化。
而这种变化，正是我们探索世界的乐趣所在。
力学是研究宏观物体运动和力的学科。
从牛顿力学到相对论力学，我们对物体的运动轨迹、速度和加速度等的研究，让我们对运动世界有了更全面的认识。
力学的应用十分广泛，从天体运动到机械工程，我们无处不见力学的身影。
热学是研究能量传递和转化的学科。
研究热力学，我们可以了解热量、温度和热能的概念，掌握热力学定律和循环过程的原理。
热学的知识可应用于能源利用、热力学工程等领域，推动着人类社会的发展。
电磁学是研究电荷和电磁场相互作用规律的学科。
学习电磁学，我们将认识到电场和磁场的产生与作用，以及电磁波的性质与传播。
电磁学在通信技术、电子工程等领域的应用非常广泛，为现代社会的高速发展提供了巨大的动力。
从宏观到微观
授课过程 1.第15页<讨论与活动>的计 算主要是培养学生的数量概念,突 出一个“小” 2.质量、密度概念的恰当处 理直接有利于初二和初三的物理 教学
一）关于太阳的知识准备
1.太阳是距离地球最近的恒星。太阳系质量的 99.87%都集中在太阳，它强大的引力控制着行星、彗星 等天体的运动. 2.太阳的中心核反应区约占太阳半径的20％，集中 了太阳质量的一半。高温高压使这里的氢原子发生热核 反应，聚变为氦，每秒钟有6亿吨的氢聚变为5.96亿吨 的氦，根据爱因斯坦的质能方程E=mc2，释放出质量相 当于400万吨的氢的能量，根据目前对太阳内部氢含量 的估计，太阳至少还有50亿年的正常寿命. 3.太阳的最外层大气由高温、低密度的等离子体组 成。日冕温度达100-200万开尔文。高温使气体获得克 服太阳引力的动能，形成不断发射的较稳定粒子流---太阳风，是造成彗星尾背向太阳的主要动力.
教学目标要求（知识目标）
1-6.物质由粒子构成（2） 1.汤姆逊发现带负电的电子. 2.卢瑟福提出原子核式结构学说. 3.所有物质都由粒子（分子、原子或带 电原子——离子）构成，原子则由原子核和 核外电子构成，原子核由质子和中子组成. （ B） 4.质量的概念，质量的单位，它不随物 体的位置、形状、温度、运动状态而改变. （ B） 5.物质单位体积的质量叫物质的密度.密 度的单位.
备课过程:
1.围绕第23页<讨论与活动>是本节课的 一项重要内容,实践证明,效果不错. 2.第二部分(可放到前面讲)是一个普遍 到具体的过程,强调液体和气体的形状与 “容器形状有关”和与“容器形状相同”的 区别. 3.第三部分的图能形象的说明固、液、 气三态的分子排列情况，即微观结构决定宏 观表现,现象决定于本质.
宏观和微观世界的结合与探索
宏观和微观世界的结合与探索宏观和微观世界的巨大差异一直是人们关注的焦点。
在宏观世界，大自然呈现出壮观的景象，例如太阳系、星系、地球上的山川河流、动植物等，我们可以用肉眼看到它们的形象。
而微观世界则是人类以极为先进的科技手段方能进入的境地，如原子、分子、细胞、DNA等。
尽管表现形式截然不同，宏观世界和微观世界实际上在一定程度上是相通的，一些深度的科学研究更需将两者有机地结合起来。
在物质构成方面，宏观世界和微观世界有很大的共同点。
宏观世界上的物体是由分子、原子和离子等微观粒子构成的，而微观世界中的物体也是由这些微小物质粒子组成的。
微观世界的研究从某种意义上来说，也就是研究宇宙的本质。
与此相对的是，宏观世界研究的则更侧重于种族、类别、数量等等方面。
但是，宏观世界和微观世界的工具和测量方法完全不同，这也就为它们各自的研究带来了独特的问题。
在宏观世界中，万物具有很明确的物理性质，如重力、电磁性和惯性等等。
而在微观世界中，物理性质则变得异常复杂，微观世界的研究主要涉及到量子力学等领域。
在微观世界中，粒子往往是以某种量子态存在的，它们的粒子性和波动性可能会相互转换。
这意味着在微观尺度下，我们不能准确描述粒子的位置和速度，而只能陈述可信度的范畴。
然而，微观世界中，量子力学高度斯瓦希手段（如测量结果影响系统态的状态）的出现，让科学家们得以更深入地探究微观世界。
并不是说宏观世界跟微观世界毫不联系，实际上恰恰相反的，宏观世界及其表现现象与微观世界之间有无数的联系。
比如，在天文学上我们可以用望远镜来观察宏观世界的物质，而在化学上，常常会考量分子级别的互作用。
这些细微的联系不但加深了我们对微观世界的印象，也让我们更愿意将宏观世界和微观世界看做是一个整体。
今天，微观世界的研究对我们社会的许多领域都产生了深远的影响。
例如，纳米技术，其研究挑战了物理学、化学和生物学等各个领域的科学家，并产生了许多巨大的应用前景。
纳米科技已经被广泛地应用于化学和材料科学、药学和医学等多个领域。
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从宏观物体到微观物质的层次结构说明：本文是综合网络上的相关知识，编辑而成，以供大家参考。
一我们所在的这个宇宙是人类已知的最大物体，其曲率半径达到10^31m，约等于10^16光年。
（注：1光年≈ 9.46×10^15m，即约9.46万亿公里。
天文学上还用“秒差距”pc作距离单位，1pc≈3.08568×10^16m，约为3.26光年）。
宇宙中的物质不是连续均匀分布的，而是一团一团的，呈立体网状的。
宇宙中包含很多个超星系团，并且各个超星系团之间相距遥远。
每一个超星系团里面又包含若干个星系团，星系团彼此之间也是距离遥远。
每一个星系团里面又包含若干个星系群，星系群彼此之间也是距离遥远。
（星系群就是小的星系团，有的观点没有星系群的说法。
）每一个星系群里面又包含很多个大星系，大星系彼此之间也是距离遥远。
我们所在的银河系就是大星系之一，银河系直径约为10万多光年。
每一个大星系里面又包含很多个恒星系。
我们所在的太阳系，就是一个恒星系，它属于银河系中的一员。
银河系包含上千亿颗恒星，恒星彼此之间距离非常遥远。
恒星系基本上都是由位于中心的一颗或两三颗恒星，以及周围的若干附属天体组成。
附属天体包括行星、行星的卫星、彗星和其他一些小天体。
宇宙中除了上述天体，还弥漫着大量的星际气体和星际尘埃。
宇宙中所有的天体都在不断运转变化，各个星系团、恒星、行星和卫星等，都在旋转，既绕着它们系统的中心公转，同时又在自转。
但旋转的速度、方向和轨道角度等都各有不同。
宇宙中时常都有老的恒星死亡，变成红巨星、白矮星或黑洞；也时常有新的恒星诞生，有超新星爆发。
还有星系碰撞、撕裂、吞并等现象。
我们所在的太阳系，是由中心的一颗恒星——太阳，和周围的八大行星、数颗矮行星、上百颗天然卫星以及数以亿计的各种小天体组成。
太阳系的直径约为10^16 m ，即大约1光年。
太阳是一颗中等大小的恒星，是一个炽热的充满强磁场的等离子球体，也是太阳系最大的天体。
太阳的直径约为1.39×10^9m（即约为139万公里），大约只是太阳系直径的千万分之一。
太阳的质量很大，占了太阳系总质量的98.5% 以上。
地球是太阳系八大行星中的由内向外排列的第三颗行星，太阳到地球的距离称为一个天文单位，约为1.5×10^11m（即约1.5亿公里）。
地球的直径约为12700多公里。
地球构造主体分为三个层次，由外到内依次是：地壳、地幔和地核。
地壳是地球固体部分的最外层，平均厚度约17 km 。
地球是圈层结构，可分为地球外圈和地球内圈两大部分。
地球外圈可进一步划分为四个基本圈层，即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈；地球内圈可划分为三个基本圈层，即地幔圈、液态外核圈和固态内核圈。
在地球外圈与地球内圈之间还有一个过渡圈层，叫软流圈。
这样，整个地球总共包括八个圈层。
岩石圈，是地球表层的一个坚硬的固体圈层，主要由地壳和地幔的上层部分组成，成分主要是各种岩石。
岩石圈厚度不均，平均厚度约为100 km 。
岩石圈可分为六大板块：欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块和南极洲板块，这些板块在软流圈上面缓慢漂移。
地球表面71%为海洋，29%为陆地。
地球陆地分为五块大陆（欧亚大陆、非洲大陆、美洲大陆、澳洲大陆和南极大陆）和很多岛屿。
地球上的海洋包括四个大洋（太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋）及其附属海域。
（也有观点认为还应该划分一个南冰洋）。
地球上的生物包括植物、动物和微生物。
现存的植物约有40多万种，动物约有110多万种，微生物至少有10多万种。
现存的生物都生活在岩石圈的上层部分至大气圈的下层部分，以及水圈的大部分，构成了地球上一个独特的圈层，称为生物圈。
地球上的生物种类繁多，尺度悬殊也很大。
最小的寄生病毒，直径不到30nm；能独立存活的微生物，也有小至100nm的。
而现存的最大动物——蓝鲸，体长可达30m以上，体重可达到近200t。
人类属于动物之一，但是与其他动物明显不同，人类具有高度智慧，创造了高度发达的文明。
目前在宇宙中还没有发现其他高级智慧生物。
高等生物的躯体，可分为若干个部分，每个部分又分为若干组织，每种组织由相应的细胞构成。
一个人体总共由几十万亿个细胞构成。
细胞是生物体基本的结构和功能单位。
除了寄生病毒以外的所有生物体，都是由各种细胞构成。
不同种类的细胞，其寿命、功能和大小都不同，小的只有1μm，大的有100μm（即0.1mm）。
物质可分为无机化合物和有机化合物两大类。
有机化合物，简称有机物，是指含有碳元素的化合物，也可看作是碳氢化合物及其衍生物。
通常把一些简单的含碳化合物，比如一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐等，作为无机物来研究。
生物体中大多数种类的物质、生物死亡后分解或转化的物质、石化燃料类物质及其化工制品（塑料、橡胶、药物等），大都属于有机物。
除了有机物之外的其他所有物质，都属于无机物。
比如各种岩石、沙砾、土壤和大气的主要成分，水（冰），矿物等，都是无机物。
目前已知的无机化合物约有5万种，而有机化合物达到700万种以上。
不论无机物还是有机物，都是由大量的分子组成的。
分子是物质中能够独立存在、相对稳定并保持该物质化学特性的最小单元。
不同的物质，具有不同的分子。
所有分子都在永不停歇地做无规则运动（包括移动或振动），分子之间都有间隙。
在分子的作用力范围内（通常不超过分子直径10倍的距离），分子之间具有相互作用力（引力和斥力）。
不同的分子，大小和质量都差异较大。
蛋白质、纤维素之类的高分子化合物，其分子能达到0.1mm，分子量可达几百万。
一般物质的分子，直径尺度为10^-10m，即0.1纳米，分子量从几到几百不等。
分子量，表示物质分子的相对质量。
各种分子的分子量，可以查询资料或根据原子量计算得到。
物质的量，用摩尔（mol）作单位来表示。
1mol的任何物质所包含的结构粒子数与12克的碳-12元素的原子数目相等，该数目等于6.02×10^23，这个数目叫摩尔常数，又称为阿佛加德罗常数，即1mol = 6.02×10^23 。
1mol物质的质量叫该物质的摩尔质量，单位是g/mol 。
任何原子、分子或离子的摩尔质量，数值上分别等于该种粒子的原子量、分子量或组成离子的原子团的原子量之和。
比如氧气的分子量是32，那么1摩尔氧气分子的总质量为32克。
任何物质的质量，等于物质的量（摩尔数，单位mol）与该物质的摩尔质量（单位g/mol）之乘积。
在0℃及1标准大气压的标准状况下，1mol的任何气体所占的体积都是22.4升。
分子都是由一种或多种原子构成。
不同种类和数量的原子，能够构成很多种不同的分子。
即使相同种类和数量的原子，也可以构成不同的分子，因为分子结构还包括以下两个方面：一是原子在分子中的排列方式，二是分子中的原子与原子之间的结合方式。
如果某种物质的分子只包含一个原子，我们就说这种物质是由原子直接构成的。
纯金属物质基本都属于这种情况。
如果某种物质的分子包含多种原子，但物质并非由分子简单组合而成，而是由不同原子按照一定规律间隔排列组合而成，我们也可以认为这种物质是由不同原子构成的。
氯化钠之类的离子型晶体基本就属于这种情况。
原子是一种元素能保持其化学性质的最小单位，是物质进行化学反应的基本微粒。
原子由位于它中心的一个致密的原子核，和周围各个轨道上绕核高速运动的若干个电子构成。
原子核由若干个质子和中子组成。
质子和中子又统称为核子。
不同的元素，其原子中所含的质子、中子和电子的数目不同。
不同轨道上的电子会在不同的特定区域内运动，根据某个电子在空间某区域出现的几率，而有着某种特殊形状的电子空间，人们形象地称之为电子云。
一个质子带一个正电荷，中子不带电。
一个电子带一个负电荷。
由于原子中的质子数和电子数相等，所以原子整体呈电中性（不显电性）。
原子是参与化学反应的最小单位，在化学反应中，各种原子核都不变，只是核外电子发生迁移，从而使某些原子核组成新的组合，变成新的分子。
元素是质子数相同的一类原子的总称，人类已经发现了一百多种元素。
几乎每种元素都包括若干种不同的同位素原子（所含的中子数不同）。
自然界存在的同位素共三百多种，而人造的同位素达到一千多种。
很多同位素原子都不稳定，易衰变成其他原子。
元素周期表中的原子序数 = 核电荷数= 核内质子数= 核外电子数。
原子质量数 = 质子数 + 中子数。
（电子质量极小，可忽略不计）。
已经发现的这一百多种元素，构成了地球上千千万万种不同的物质。
理论和实际探测都表明，自然界的元素种类不会超过150种。
不同的原子，其大小和质量都不一样。
最小的是氢原子，直径约8×10^-11m；最大的是铯原子，直径约5×10^-10m 。
总的来说，原子与分子的尺度都接近同一个数量级，说明分子中的各个原子结合得比较紧密。
人类已经发现的稳定的原子当中，最轻的是氢-1原子，最重的是铅-208原子。
原子中的原子核很小，但密度很大，具有的能量也很大。
不同的原子核，其大小和质量不同。
原子核直径大多在10^-15 ~ 10^-14m之间，大约是原子直径的万分之一。
在这极小的原子核里却集中了99.96 % 以上的原子质量。
原子核的密度极大，核密度约为10^17 kg/m³。
上述数据说明，原子内的粒子（原子核和电子）只占整个原子体积的万亿分之一，也就是说原子内部基本就是空荡荡的。
这与恒星系内部相似。
质子和中子的直径都约为10^-15m ，基本上与原子核在同一个数量级，说明核内的质子和中子结合很紧密。
中子的质量比质子略大一点点。
电子很小，也很轻。
电子的大小不到质子的千分之一，电子的质量大约是质子的1840分之一。
如今，人类发现宇宙中共有四种基本相互作用力：强相互作用力、弱相互作用力、电磁相互作用力和万有引力，分别简称为：强力、弱力、电磁力和引力。
能在宏观世界中表现出来的只有引力和电磁力两种（引力表现为重力，除引力外的所有力都属于电磁力）。
强力和弱力都只作用在微观粒子身上。
强力只在10^-15m范围内有显著作用，弱力的作用范围不超过10^-16m 。
电磁力和万有引力的作用范围都是无限远（但作用力会随着距离增加而大大减小）。
四种力的强度比较如下：强力100，电磁力1，弱力10^-10，万有引力10^-38。
相比而言，万有引力的强度非常弱，对于生活中的普通物体或微观粒子，它们之间的万有引力可以忽略不计；但在巨大的天体之间，万有引力几乎是唯一的作用力。
人们把构成物质的那些最小的微粒，叫基本粒子。
事实上，没有绝对的基本粒子。
到目前为止，人类发现的所谓基本粒子已达上百种。
根据作用力的不同，基本粒子分为强子、轻子和传播子三大类。
根据基本粒子的角动量（称为自旋）的不同，基本粒子又分为费米子和玻色子两类。